［摘要］ 采用自制MnO2基催化劑進(jìn)行催化臭氧氧化處理印染廢水的試驗?？疾炝薕3輸出量、催化劑用量、廢水pH、反應(yīng)時間等對廢水處理效果的影響。通過單因素實驗確定了最佳的反應(yīng)條件為：O3輸出體積分?jǐn)?shù)為40%，催化劑的投加質(zhì)量為4.9 g，廢水pH=6.4，反應(yīng)時間為50 min；使用MnO2基催化劑后，COD 的去除率能從單獨臭氧氧化時的40.17%提高到74.87%，各項指標(biāo)基本達(dá)到了印染廢水環(huán)保排放和回用的要求。

［關(guān)鍵詞］ MnO2基催化劑；臭氧氧化；印染廢水

印染廢水是難處理的工業(yè)廢水之一，其排放量大、有機(jī)污染物含量高、成分復(fù)雜、色澤深、難生物降解， 通常的處理方法很難達(dá)到環(huán)保和回用的要求。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，具有較強(qiáng)的氧化性，已被廣泛地應(yīng)用于廢水處理中〔1-4〕。臭氧氧化具有反應(yīng)完全、速度快、無二次污染等優(yōu)點，但單獨臭氧氧化同時存在較強(qiáng)的選擇性、效率低、成本高等缺點。因此，開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的印染廢水處理技術(shù)已成為環(huán)保行業(yè)和水資源保護(hù)的重要課題。

目前，許多研究〔5-9〕通過引入催化劑來催化臭氧氧化難處理的工業(yè)廢水，以期提高臭氧利用率并降低成本。筆者以γ-Al2O3為載體，以催化活性較高的MnO2為活性成分制備出MnO2基催化劑，考察了影響催化臭氧氧化處理印染廢水的主要因素。

1 實驗部分

1.1 催化劑的制備

采用摻加法制備MnO2基催化劑。在3.0 g 的γ-Al2O3粉體中加入1.0 g 石墨粉和8%的Mn（NO3）2溶液3~5 mL 混合均勻，制備成粒徑1 mm 左右的顆粒，放入真空干燥箱在120 ℃下烘干4 h 后，放入程控箱式電阻爐焙燒， 分別在200、300、400、500 ℃各焙燒1 h，最后升溫至600 ℃焙燒2 h，冷卻后即為催化劑成品。該催化劑強(qiáng)度高，耐磨性好，催化性能好。

1.2 試劑與儀器

原水： 淄博某印染廠出水， 廢水COD 為90.80mg/L，pH=6.4；氧氣：工業(yè)級；實驗中所用的藥品均為分析純試劑。

儀器：FA2004B 型電子天平， 上海精密科學(xué)有限公司；722N 型可見分光光度計， 上海精密科學(xué)有限公司；pHS-3D 酸度計， 上海精密科學(xué)有限公司；LZB-6 型玻璃氣體轉(zhuǎn)子流量計， 奇泉流量儀表有限公司；CHJ-1 型電磁恒溫攪拌器，上海南匯電訊器材廠；DZF-6050 型真空干燥箱，南京五和試驗設(shè)備有限公司；SXL-1002 型程控箱式電爐， 蘇州江東精密儀器有限公司。

1.3 實驗裝置和方法

實驗在自制的透明玻璃的柱狀反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)器尺寸為D 50 mm×100 mm。將反應(yīng)器置于恒溫磁力攪拌器上，使催化劑和廢水充分混合，以純氧作氣源，用流量計控制氣速，經(jīng)過臭氧發(fā)生器制備臭氧，通入反應(yīng)器內(nèi)，由曝氣頭作氣體分布器進(jìn)行布?xì)?，用碘化鉀溶液吸收。實驗裝置如圖1 所示。

1—氧氣瓶；2—玻璃流量計；3—臭氧發(fā)生器；

4—自制玻璃反應(yīng)器；5—攪拌器；6—吸收瓶。

圖1 實驗裝置

臭氧發(fā)生器制備O3氣體，通過調(diào)節(jié)流量計控制O3的輸出量。反應(yīng)過程中保持氣體流量為20 L/h，實驗處理的廢水量為800 mL。實驗前需用蒸餾水反復(fù)沖洗反應(yīng)器， 以免器壁上的污染物影響測定結(jié)果。反應(yīng)前加入一定量的自制MnO2基催化劑，并調(diào)節(jié)廢水pH。反應(yīng)一定時間后取樣測量水樣中的COD，并計算COD 的去除率，以表征催化劑對催化臭氧氧化廢水的效果。COD 分析方法：重鉻酸鉀法〔10〕。